Можно ли опреснить?
Да, опреснить жидкость можно. Процесс опреснения представляет собой вывод из воды растворенных солей.
Технологии опреснения стали возможными благодаря пониманию особенностей морской и пресной воды и свойств солей. Опреснить воду можно даже в домашних условиях.
Насущной проблемой является создание такой технологии, которая была бы дешевле по сравнению с существующими методами. Тогда увеличится и доступность пресной воды.
Как опресняют на производствах?
Опреснение воды в промышленных масштабах трудоемкий и энергоемкий процесс. Производственные установки громоздки и сложны в обслуживании.
Все исследования в этой области направлены на создание более экономичных методов отделения H2O от солей. Далее описаны наиболее популярные методы.
Вымораживание
Свойство воды таково, что в твердое состояние переходят только молекулы самой воды, а остальные содержащиеся в ней элементы заморозке не подвергаются. Лед всегда исключительно пресный.
Процесс опреснения проходит следующие этапы:
- Соленую воду помещают в кристаллизатор.
- Осуществляют контакт воды с газообразным или жидким хладагентом.
- Происходит медленная заморозка воды. На этом этапе образуются очаги кристаллизации, то есть образования льда из пресной воды.
- По мере заморозки оставшаяся вода становится более концентрированной с солью, поэтому более тяжелой. Она оседает на дно.
- Лед и оставшийся рассол подвергают повторной очистке. Это может повторяться несколько раз.
Данный способ требует сложного технологического оборудования. Такие механизмы потребляют много электроэнергии, поэтому такой метод не пользуется популярностью.
Ультрафильтрация или обратный осмос
Ультрафильтрацию стали применять для опреснения только в конце 20 века, ранее ее применяли в других сферах. Технология предполагает наличие мембраны в фильтрационном аппарате.
Мембранами выстилают тысячи тонких труб, по которым прогоняют концентрированную солями воду.
Принцип использования мембраны основан на физических свойствах молекул воды и частиц солей. Волокна мембраны способны пропустить молекулы воды и задержать более крупные частицы соли.
Простейший механизм для фильтрации обратным осмосом представлен следующими этапами:
- поступление морской воды;
- перекачивание соленой воды в аппарат под высоким давлением;
- разделение пресной воды и концентрата;
- в усовершенствованных установках предусмотрена дополнительная финальная очистка угольным фильтром.
Это многообещающий и эффективный способ, однако, он на данный момент требует наличия большой площади мембранных труб для опреснения воды в промышленных масштабах.
Перспектива этого метода в создании более эффективных мембран.
Электродиализ
Еще один мембранный способ. Здесь вместо насоса, создающего давление, применяются электродиализные установки.
Под воздействием электричества ионы, из которых состоят молекулы растворенных солей, проходят через мембраны:
- катионы движутся в сторону катода;
- анионы движутся в обратную сторону, к аноду.
Затем концентрированные рассолы утилизируют при помощи проточной воды.
Способ отличается экономичностью, а используемые мембраны позволяют увеличить эффективность очистки благодаря возможности использования высоких температур.
Химический способ
Химический способ основан на свойствах растворенных в воде примесей. При взаимодействии с реагентами они образуют нерастворимый осадок и опускаются на дно. По той причине, что приходится использовать большое количество дорогостоящих реагентов, реакции могут протекать долго, а осадок получается токсичным, этот способ применяется редко.
Дистилляция или перегонка
Морскую воду подвергают испарению. Более летучая составляющая превращается в пар в большом количестве и переходит в дистиллят, оставшаяся менее летучая часть переходит в кубовый остаток.
Существуют одноступенчатые и многоступенчатые дистилляторы. Многоступенчатые намного более производительны при сравнительно небольшом потреблении энергии.
Их главный минус в образовании накипи на стенках аппарата, что требует постоянного обслуживания. Из-за этого затраты на работу увеличиваются.
В процессе разработки находится электрохимический способ отделения от примесей солей. Для этого применяют высокотехнологичную микросхему, которая будет разделять воду на потоки с высоким и низким содержанием солей.
Пошаговая инструкция, как получить пригодную для питья H2O в домашних условиях
Опреснение не обязательно требует громоздких установок. Очистить воду от солей можно и дома. Если появилась такая необходимость, следует применить пошаговую инструкцию, заранее выбрав приемлемый способ.
Важно: для опреснения в домашних условиях потребуется морозильная камера или плита.
Заморозка
Данный способ по принципу аналогичен производственному методу вымораживания. Лед состоит исключительно из молекул воды, соли в нем нет.
Шаги для получения пресной воды дома:
- Поместить морскую воду в емкость. Лучше взять емкость с широким верхом, например, таз.
- Поместить емкость в морозильную камеру.
- Снимать пластины льда по мере образования.
- Растопить лед.
Готово! Вода из растопленного льда будет пресной.
Дистилляция
Метод предполагает сооружение установки, состоящей из кастрюли с крышкой, трубки и емкости для сбора дистиллята.
Этапы:
найти подходящую емкость, которую можно поставить на огонь;- в крышке должно быть отверстие, в которое необходимо вставить трубку;
- подсоединить трубку к емкости для сбора очищенной воды;
- поместить соленую воду в емкость с крышкой;
- поставить емкость на огонь;
- по мере нагревания конденсат будет по трубке попадать в емкость для сбора.
Метод дистилляции можно использовать и без применения огня. Понадобятся две бутылки и скотч:
- Поместить в одну из бутылок небольшое количество подлежащей очищению воды.
- Соединить горлышки двух бутылок скотчем.
- Поместить конструкцию в теплое место: на подоконник на солнечной стороне или на батарею. Конструкция должна располагаться плашмя, а пустая бутылка выше, чем наполненная.
- Собрать конденсат.
Видео по теме статьи
О том, как опреснить воду, расскажет видео:
Заключение
Опреснение воды является востребованным процессом и представляет широкий интерес для исследователей. Актуальность проблемы диктуется неравномерным распределением пресной воды на земном шаре.
Существующие методы очистки можно сгруппировать в химические методы, дистилляционные и физические. Все промышленные методы требуют больших финансовых и энергетических затрат.
В домашних и диких условиях возможно использовать метод дистилляции и заморозки. Они основаны на физических законах и просты в применении.
(Пока оценок нет)
Загрузка...